[發明專利]確定并識別叉式計量儀中的異常

在審

• 申請號: 201980096148.0
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN113906282A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 凱文·F·史密斯
• 申請（專利權）人: 高準有限公司
• 主分類號: G01N9/00
• 分類號: G01N9/00;G01N11/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;楊華

公開了用于確定流體流系統中的過程異常的方法，該系統具有帶有浸沒在流體流的流體中的浸沒元件的計量儀。該方法包括：使用數據處理電路(132)確定流體流系統中的流體的測量密度；使用數據處理電路(132)、基于流體流系統中的流體的測量密度與預期密度之間的關系來確定流體流系統是否正在經歷密度異常；使用數據處理電路(132)確定計量儀的浸沒元件的振動的測量相位差；使用數據處理電路(132)、基于流體流中的浸沒元件的振動的測量相位差與目標相位差之間的關系來確定流體流系統是否正在經歷相位異常；以及基于是否存在密度異常的確定和是否存在相位異常的確定來識別流體流系統的異常。

技術領域

下面描述的實施方式涉及振動傳感器，并且更具體地，涉及確定并識別振動傳感器中的異常。

背景技術

諸如振動密度計和振動粘度計的振動傳感器通過檢測在待表征的流體存在時振動的振動元件的運動來操作。振動元件具有可以具有振動響應參數例如共振頻率或質量因子Q的振動響應。振動元件的振動響應通常受到與流體組合的振動元件的經組合的質量、剛度和阻尼特性的影響。與流體相關聯的性質例如密度、粘度、溫度等可以通過處理從與振動元件相關聯的一個或更多個運動換能器接收到的一個或更多個振動信號來確定。振動信號的處理可以包括確定振動響應參數。

振動傳感器具有振動元件和耦合至振動元件的計量儀電子設備。振動傳感器包括用于使振動元件振動的驅動器和響應于振動而產生振動信號的拾取器。振動信號通常是連續的時間或模擬信號。計量儀電子設備接收振動信號，并且處理振動信號以產生一個或更多個流體特性或流體測量。計量儀電子設備確定振動信號的頻率和幅度兩者。可以進一步處理振動信號的頻率和幅度以確定流體的密度。

振動傳感器使用閉環或開環電路為驅動器提供驅動信號。驅動信號通常基于所接收到的振動信號。電路將振動信號或振動信號的參數修改為驅動信號或并入驅動信號。例如，驅動信號可以是所接收到的振動信號的放大版本、調制版本或其他修改版本。因此，所接收到的振動信號可以包括使電路能夠實現目標頻率的反饋。使用反饋，電路遞增地改變驅動頻率并監測振動信號，直到達到目標頻率為止。

流體性質例如流體的粘度和密度可以根據驅動信號與振動信號之間的相位差為例如135°和45°的頻率確定。這些期望的相位差——表示為第一偏共振相位差和第二偏共振相位差——可以對應于半功率或3dB頻率。第一偏共振頻率被定義為第一偏共振相位差為約135°的頻率。第二偏共振頻率被定義為第二偏共振相位差為約45°的頻率。在第二偏共振頻率下進行的密度測量可以與流體粘度無關。因此，在第二偏共振相位差為45°的情況下進行的密度測量可以比在其他相位差下進行的密度測量更準確。

當操作時，暴露于流動流體的叉式振動計的元件可能由于異常條件而經歷效率的變化。例如，浸沒在流體流中的元件可能由于密度和/或粘度的顯著波動而經歷變化。這可能是由于夾帶的外顆粒或夾帶的氣體所致。浸沒在流體中的元件也可以積累，比如膜或顆粒物的積聚(build-up)。浸沒在流動流體中的元件也可以分別由于物理相互作用或化學反應而經歷侵蝕或腐蝕。此外，異常讀數可以是制造或安裝異常的特征。浸沒在流體中的元件可以包括振動元件。該振動元件可能受到任何這些異常的影響，因為振動元件和流體的測量性質經由異常傳感器讀數影響。此外，有故障的安裝或制造可能導致不可預測的讀數。

現有計量儀和流量監測設備需要更有效的手段，通過這些手段來確定并識別在計量儀系統操作時計量儀系統中的故障的性質。目前的方法是注意到所產生的讀數中的異常，并且從操作狀況中移除計量儀以檢查計量儀。

因此，需要確定故障的存在并識別哪個故障導致振動計中的問題。

發明內容